鄒建光
【摘要】 浮力是初中物理學(xué)習(xí)中的重要概念之一,筆者在本文中就初中浮力學(xué)習(xí)展開了論述,并提出了一些有效的學(xué)習(xí)方法。
【關(guān)鍵詞】 初中物理 浮力 學(xué)習(xí)指導(dǎo)
【中圖分類號】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1992-7711(2014)07-081-01
同學(xué)們,浮力是初中物理學(xué)習(xí)中的重要概念之一,它是在學(xué)習(xí)了力的概念、力與運動的關(guān)系、液體壓強(qiáng)、密度等知識后,對浸入液(氣)體中的物體受力情況和運動情況的研究和應(yīng)用,具有很強(qiáng)的綜合性,對學(xué)生探究能力和分析解決問題能力的培養(yǎng)是一個很好的著眼點。另外,它與生活、生產(chǎn)有密切的關(guān)系,充分體現(xiàn)了從生活走向物理,從物理走向社會的思想意識。
新課標(biāo)對浮力有如下要求:
1. 通過實驗探究,認(rèn)識浮力
2. 知道物體浮沉的條件
3. 經(jīng)歷探究浮力大小的過程
4. 知道阿基米德原理
怎樣才能學(xué)好浮力呢?
一、學(xué)法分析
1. 溫故知新。在學(xué)習(xí)浮力知識和解題過程中,要用到前面學(xué)過的知識,對分析和推理能力的要求也比以前有所提高,在學(xué)習(xí)過程中要注意復(fù)習(xí)有關(guān)知識,注重提高自己分析問題和推理的能力。
2. 加強(qiáng)概念辨析。同學(xué)們有不少生活經(jīng)驗,它可以幫助學(xué)習(xí)同時也會干擾學(xué)習(xí)正確的知識,在學(xué)習(xí)中既要注意利用已有的經(jīng)驗和知識,又要注意糾正那些非科學(xué)的經(jīng)驗和觀念。如容易混淆的概念:“浸入”和“浸沒”的區(qū)別;“排開液體體積”和“物體體積”的關(guān)系;“懸浮”和“漂浮”的區(qū)別。
3. 實驗探究學(xué)習(xí)。對于“浮力”的學(xué)習(xí),要注意運用生活中自己親身經(jīng)歷的事例幫助自己有一個感性認(rèn)識,更要通過探究實驗體會科學(xué)探究的過程和方法。對于“浮力產(chǎn)生的原因”也可運用二力平衡和液體內(nèi)部壓強(qiáng)等知識進(jìn)行分析,有一定的難度。
二、知識精講
(一)浮力的存在及產(chǎn)生原因
浸在液體中上浮的物體我們可以很容易地觀察推斷出受到了浮力,而浸在液體中下沉的物體是否受到浮力呢?可以用如下圖1的實驗方法,通過對比G 產(chǎn)生浮力的原因是液體(或氣體)對浸入其中的物體存在向上的壓力與向下的壓力差,理解時應(yīng)特別注意:浮力是物體受到上下壓力的合力。如圖2所示正方體的前與后、左與右面的所受的液體的壓力相等,上與下面因為液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,所以下表面的壓力大于上表面的壓力,形成壓力差就是浮力產(chǎn)生的根本原因。 (二)浮力的大小 1、阿基米德原理的實質(zhì):揭示了浮力的三要素。 “浸在液體里的物體”——浮力作用點; “受到豎直向上的浮力”——浮力的方向; “浮力的大小等于物體排開液體受到的重力”——浮力的大小。 理解阿基米德原理應(yīng)注意以下幾點: (1)“浸在”的含義,包括兩種情況: ①物體全部體積都在液體里,即浸沒,此時:V排=V物 ②物體的一部分體積浸在液體里,而另一部分露出液面,此時:V排 (2)阿基米德原理表達(dá)式:F浮=G排=ρ液gV排,可知,物體受到的浮力大小只跟液體密度與物體排開液體的體積V排有關(guān),與自身密度、形狀、重力大小無關(guān),與浸沒在液體中的深度、位置、運動情況均無關(guān)。 2.有關(guān)浮力計算的常見模型: (1)三力平衡:如圖1中的乙圖所示,G物=F浮+GF浮=G排=G-G. (G物表示物體在空氣中用彈簧秤稱的示數(shù),G為物體浸在液體中稱的示數(shù)。) (2)二力平衡:如圖3所示,物體處于漂?。ㄒ覉D)、懸?。讏D)時,F(xiàn)浮=G排=G物. 在處理有關(guān)浮力的問題時要先進(jìn)行受力分析,然后根據(jù)阿基米德原理和二力平衡的知識解決問題。 浮力計算題的解題思路可以分為看狀態(tài)、選方法、求浮力。因為物體浸入液體時情況不同,如有“浸入”與“浸沒”的區(qū)別、“漂浮”與“懸浮”的區(qū)別、“懸浮”與“浸沒”的區(qū)別、“漂浮”與“上浮”的區(qū)別等,所以要首先看物體浸入液體時所處的狀態(tài);只有分清了狀態(tài),才能去選擇適合的方法,如漂浮時,選漂浮法與原理法的結(jié)合;方法選定后,可以結(jié)合題目進(jìn)行相關(guān)計算。 3.實驗探究浮力大小及其相關(guān)因素 阿基米德實驗中,需要明確的是浮力的大小是根據(jù)力的平衡求出的(放入水中漂浮的物體是二力平衡,放入水中下沉到底部的物體是三力平衡,也就是前面提到的二種基本的模型),然后和排開液體的重力做比較而得出結(jié)論。 (三)浮力的應(yīng)用 1. 利用物體的浮沉條件,理解輪船、潛水艇、飛艇、氣球、密度計的原理。 (1)物體的浮沉取決于它受到的重力和浮力的大小,當(dāng)F浮>G物上??;當(dāng)F浮 (2)輪船、密度計:漂浮模型,輪船的排水量指輪船滿載時排開水的質(zhì)量.這時F浮=m排g=G (3)潛水艇、飛艇、氣球:調(diào)節(jié)自身重力或所受到的浮力,改變浮力與重力的關(guān)系,實現(xiàn)浮沉。 2. 利用浮力知識測量物體的密度。 浮力無處不在,生活中我們經(jīng)常用到浮力,同學(xué)門只要肯動腦筋,一定能把浮力學(xué)好。